稳压器_稳压器的工作原理及类别

稳压器产生一个预设幅度的固定输出电压，无论其输入电压或负载条件如何变化，该电压都保持恒定输出供设备工作使用。目前稳压器从稳压原理上大致可分为两种类型：线性和开关。

线性稳压器采用由高增益差分放大器控制的有源（BJT或MOSFET）传输器件（串联或并联）。它将输出电压与精确的参考电压进行比较，并调整通过器件以保持恒定的输出电压。

开关稳压器将直流输入电压转换为施加到功率MOSFET或BJT开关的开关电压。滤波后的电源开关输出电压被反馈到控制电源开关时间的电路，这样无论输入电压或负载电流如何变化，输出电压都保持恒定。

一、开关稳压器的拓扑结构：

常见的拓扑有三种：buck（降压）、boost（升压）和buck-boost（升压/降压）。其他拓扑包括反激、SEPIC、Cuk、推挽、正激、全桥和半桥拓扑。

二、开关频率对稳压器的影响设计：

更高的开关频率意味着稳压器可以使用更小的电感器和电容器。这也意味着电路中更高的开关损耗和更大的噪声。

三、开关稳压器产生的损耗：

损耗是由于开启和关闭MOSFET所需的功率造成的，这与MOSFET的栅极驱动器相关。此外，MOSFET功率损耗的发生是因为从导通状态切换到非导通状态需要有限的时间。损耗也归因于在阈值电压和栅极电压之间对MOSFET栅极的电容进行充电和放电所需的能量。

四、线性和开关稳压器的常见应用：

对于给定的输入和输出电压，线性稳压器的功耗与其输出电流成正比，因此典型效率可以为50%甚至更低。使用最佳组件，开关稳压器可以实现90%范围内的效率。然而，线性稳压器的噪声输出远低于具有相同输出电压和电流要求的开关稳压器。通常，开关稳压器可以驱动比线性稳压器更高的电流负载。

五、开关稳压器如何控制其输出：

开关稳压器需要一种方法来改变其输出电压以响应输入和输出电压的变化。一种方法是使用PWM来控制相关电源开关的输入，从而控制其开启和关闭时间（占空比）。在操作中，稳压器的滤波输出电压被反馈到PWM控制器以控制占空比。如果滤波后的输出趋于变化，则应用于PWM控制器的反馈会改变占空比以保持恒定的输出电压。

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